Расчет компрессорной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАСЧЕТ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

1. Разработать и начертить генплан предприятия с указанием местоположения КС в системе координат [x,y] (формат А4, миллиметровка).

2. Привести основные теоретические положения о назначении и задачах СВС ПП и описать применяемые методики расчетов нагрузок на КС.

3. Определить местоположение КС.

4. С помощью расчетного метода произвести расчет нагрузок на КС.

5. Произвести выбор компрессоров для КС для N компрессоров, исходя из условий задания на курсовую работу.

6. Описать методику и произвести выбор варианта компоновки основного и вспомогательного оборудования КС.

Графическая часть проекта:

Лист 1: генплан промышленного предприятия, включающий схемное решение системы воздухоснабжения и транспортные развязки.

Лист 2: конструкция элементов вспомогательных систем КС (охлаждения, смазки, очистки и т.д.), в соответствии с индивидуальным заданием.

Исходные данные:

1. Расчет нагрузки по цехам производится с учетом данных таблиц 1, 2, 3.

2. Количество пневмоприемников n по каждому цеху рассчитывается каждым студентом индивидуально, по формуле:

,

где: N - № студента по журналу;

n - количество приемников по таблице;

Г - № подгруппы, устанавливаемый преподавателем.

3. Выбор числа компрессоров, устанавливаемых на КС производится упрощенно, исходя из следующих условий: для N=1-5 - 1 компрессор

N=6-12 - 2 компрессора

N > 12 - 3 компрессора

4. Эскиз генплана предприятия выполняется на миллиметровке или стандартном листе бумаги формата А4. Сдается вместе с курсовой работой. Подпись преподавателя на эскизе - обязательна.

Наименование цехов:

1. Сборочный.

2. Механический 1

3. Механический 2

4. Механический 3

5. Кузнечный

6. Чугунолитейный

7. Сталелитейный

8. Термический

1. Основные теоретические положения о назначении и задачах СВС ПП

Системы воздухоснабжения промышленного предприятия включают следующие основные элементы:

- Генератор-компрессорная станция.

- Коммуникации сжатого воздуха.

- Распределительные устройства потребителя.

СВС предназначена для централизованного обеспечения разнообразных промышленных потребителей сжатым воздухом требуемых параметров (давление, температура, расход, влажность) в соответствии с заданным графиком потребления. СВС включает в себя компрессорные воздуходувные станции, трубопроводный и баллонный транспорт для подачи сжатого воздуха к потребителям и распределительные устройства сжатого воздуха самого потребителя.

Сжатый воздух на промышленном предприятии используется по двум основным направлениям: технологическому (для выплавки чугуна и стали в металлургии, получения кислорода в воздухоразделительных установках и т.д.) и силовому (для привода различных машин и механизмов в машиностроении, горнодобывающей промышленности, кузнечном и других производствах).

Компрессорные станции для производства сжатого воздуха включают в свой состав устройства для забора воздуха, очистки его от пыли, компрессоры и приводные двигатели, теплообменники охлаждения, вспомогательное оборудование, предназначенное для дополнительной обработки воздуха (осушка, очистка, изменение давления, аккумуляция).Проектирование СВС предприятия как правило осуществляется на базе централизованного источника - КС, наличие нескольких КС на одном предприятия приводит к ударожанию эксплуатации и ремонта КС, усложняют схемы поэтому на предприятиях устанавливается 1 КС.

2. Методика расчета

Рассчитываем нагрузку на компрессорную станцию с учетом цеховых максимальных нагрузок. Известны тип и количество теплоприемников в каждом цеху. Расчет ведется по следующим формулам :

Максимально длительная нагрузка на КС:

где - сумма максимальных расходов воздуха всеми цехами в ед. времени; Я - коэффициент неоднородности

где Кmax - коэффициент максимального потребления сжатого воздуха Кmax=1,2-1,5;

- средний расход воздуха по цеху.

где - средний расход воздуха однотипной группы оборудования;

- средний расход воздуха однотипной группы инструментов.

где Кисп - коэффициент использования (Кисп = t/T) ;

Кзагр - коэффициент загрузки, учитывающий какую часть от механических возможностей загрузки составляет данная загрузка теплоприемника с длительным периодом работы (Кзагр = 0,5 - 0,7);

Кодн - коэффициент одновременности работы однотипных пневмоприемников. Показывает какая часть оборудования находится в работе (Кодн = 0,8 - 1,0);

Кизн - коэффициент износа (Кизн = 1,1 - 1,5);

Кут - коэффициент утечек, учитывает потери воздуха в магистрали и внутрицеховых сетях (Кут = 1,2 - 1,25);

t - время работы в часах за смену в течении которого работают пневмоприемники;

Т - продолжительность смены в часах (по максимальному расходу воздуха).

3. Расчет

Сборочный цех:

Пневмомолотки:

m=15,

q=0.8м3/ч ,

Qср=15*0,8*0,6*1,1*0,7*1,2=6,653 м3/ч

Пневмозубила:

m=14,

q=0.7м3/ч,

Qcр=14*0,7*0,65*1,1*0,75*1,2=6,306 м3/ч

Шлифовальные машины:

m=14,

q=0.6 м3/ч ,

Qср=14*0,6*0,65*1,1*0,8*1,2=5,766 м3/ч

Сверлильные машины:

m=14,

q=1,3м3/ч,

Qcp=14*1.3*0,65*1,1*0,9*1,2=14,054 м3/ч

Обдувочное сопло:

m=14,

q=1.0м3/ч ,

Qср=14*1,0*0,65*1,12*0,77*1,2=9,417м3/ч

Молотки клепальные:

m=14,

q=0,6м3/ч,

Qср=14*0,6*0,65*1,1*0,8*1,2 =8,649 м3/ч

Гайковерты:

m=13,

q=0,8 м3/ч,

Qср=13*0,8*0,68*1,15*0,8*1,2=3,904м3/ч

Ножницы:

m=13,

q=1 м3/ч,

Qср=13*1*0,68*1,1*0,8*1,2=9,335 м3/ч

Подъемники:

m=13,

q=15 м3/ч,

Qср=13*15*0,1*0,68*1,1*1,05=15,315 м3/ч

Суммарный расход воздуха:

?Qср=69,839 м3/ч

максимальный расход воздуха по цеху: (Kmax=1.4) Qmax1=69,839*1.4 =91,775 м3/ч

Расчет по всем остальным цехам ведется аналогично. Результаты расчета сведены в таблице 4.

Максимальный расход по предприятию:

Qmax=2707.818м3/ч

Таблица 1.

Количество пневмоприемников

№	Наименование пневмоприемников	Цеха
		1	2	3	4	5	6	7	8
1	Пневмотические молотки	15	13	13	13	14	15	16	13
2	Пневмозубила	14	13	13	13	14	14	14	14
3	Шлифовальные машины	14	13	13	13	14	14	14	13
4	Сверлильные машины СМ 22	14	13	13	13	13	13	13	13
5	Пневмозажимные патроны		16	16	15
6	Пневмопистолеты на 100м3/ч					13	13	14	14
7	Пневмотрамбовка					17	17
8	Пневмомолоты 1т 5т 10т					13
						13
						13
9	Пейскоструйное сопло					13	13	13	13
10	Обдувочное сопло	14	13	13	13				13
11	Формовачная машина на 100м3/ч					13	13	13
12	Форсунки на 100м3/ч мазута					13	13	13	13
13	Молотки клепальные Н46	14
14	Молотки рубильночеканные РК44						14
15	Гайковерты	13
16	Ножницы	13
17	Подъемники	13	13	13	13	13	13	13	13

Таблица 2

Расчетные коэффициенты

№	Наименование пневмоприемников	Кисп	Кзагр	Кизн	Кут	Номинальный расход воздуха q,м3/ч
1	Пневмотические молотки	0,5	0,7	1,1	1,2	0,8
2	Пневмозубила	0,3	0,75	1,1	1,2	0,7
3	Шлифовальные машины	0,6	0,8	1,1	1,2	0,6
4	Сверлильные машины СМ22	0,4	0,9	1,1	1,2	1,3
5	Пневмозажимные патроны	0,8	-----	1,15	1,2	1,3
6	Пневмопистолеты на 100м3/ч	0,9	1	1,1	1,2	0,1
7	Пневмотрамбовка обор.	0,4		1,12	1,2	1,2
8	Пневмомолоты 0,5т обор 1т 5т 10т	0,6		1,1	1,2	10
		0,65		1,1	1,2	16,5
		0,6		1,1	1,2	40
		0,45		1,1	1,2	55
9	Пейскоструйное сопло обор	0,3		1,15	1,2	4
10	Обдувочное сопло	0,9	0,77	1,12	1,2	1
11	Формовачная машина обор	0,2		1,1	1,2	0,8
12	Форсунки на100кг/ч мазута на 1 кг/ч мазута на 50 кг/ч мазута	0,5		1,1	1,2	30
		0,2		1,1	1,2	0,6
		0,6		1,1	1,2	20
13	Молотки клепальные Н46	06	0,8	1,1	1,2	09
14	Молотки рубильночеканные РК44	0,7	0,65	1,1	1,2	0,75
15	гайковерты	0,8	0,8	1,15	1,2	0,4
16	Ножницы	0,8	0,8	1,1	1,2	1
17	подъемники	0,1	0,8	1,1	1,05	15

Таблица 3

Расчетные коэффициенты

Кол-во работающего инструмента	2	3	4	6	10	15	20	30	50
Кодн	0,9	0,875	0,85	0,8	0,7	0,6	0,58	0,5	0,5

Таблица 4

Результаты расчета

Потребители сжатого воздуха	Кол-во пневмоприемников	q, м3/ч	Кисп	Кодн	Кизн	Кзагр	Кут	Qcp, м3/ч	Qmax
								обор	Инстр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.Сборочный цех Пневмомолотки	15	0,8		0,6	1,1	0,7	1,2		6,653
Пневмозубила	14	0,7		0,65	1,1	0,75	1,2		6,306
Шлифовальные маш.	14	0,6		0,65	1,1	0,8	1,2		5,766
Сверлильные маш.	14	1,3		0,65	1,1	0,9	1,2		14,054
Обдув. сопло	14	1		0,65	1,12	0,77	1,2		9,417
Молотки клеп.	14	0,9		0,65	1,1	0,8	1,2		8,649
Гайковерты	13	0,4		0,68	1,15	0,8	1,2		3,904
Ножницы	13	1		0,68	1,1	0,8	1,2		9,335
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15,315
Итого по цеху										69,839	91,775
2.Механический цех№1 Пневмомолотки	13	0,8		0,68	1,1	0,7	1,2		6.535
Пневмозубила	13	0,7		0,68	1,1	0,75	1,2		6.126
Шлифовальные маш.	13	0,6		0,68	1,1	0,8	1,2		5.601
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,12	0,9	1,2		13.901
Пневмозаж. Патроны	16	1,3	0,8	0,592	1,15		1,2	13.594
Обдув. Сопло	13	1		0,68	1,2	0,77	1,2		9.802
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										70.874	99.224
3.Механический цех№2 пневмомолотки	13	0,8		0,68	1,1	0,7	1,2		6.535
Пневмозубила	13	0,8		0,68	1,1	0,7	1,2		6.535
Шлифовальные маш.	13	0,7		0,68	1,1	0,75	1,2		6.126
Сверлильные маш.	13	0,6		0,68	1,1	0,8	1,2		5.601
Пневмозаж. Патроны	16	1,3		0,592	1,1	0,9	1,2		14.629
Обдув. Сопло	13	1,3	0,8	0,68	1,15		1,2	12.687
Подъемники	13	1		0,68	1,12	0,77	1,2		9.148
Итого по цеху										61.261	85.765
4.Механический цех№3 Пневмомолотки	13	0,8		0,68	1,1	0,7	1,2		6.535
Пневмозубила	13	0,7		0,68	1,1	0,75	1,2		6.126
Шлифовальные маш.	13	0,6		0,68	1,1	0,8	1,2		5.601
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,1	0,9	1,2		13.653
Пневмозаж. Патроны	15	1,3	0,8	0,6	1,15		1,2	12,917
Обдув. Сопло	13	1		0,68	1,12	0,77	1,2		9.148
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										69.295	97.013
5.Кузнечный цех пневмомолотки	14	0,8		0,65	1,1	0,7	1,2		6.727
пневмозубила	14	0,7		0,65	1,1	0,75	1,2		6.306
Шлифовальные маш.	13	0,6		0,68	1,1	0,8	1,2		5.601
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,1	0,9	1,2		13.653
Пневмопистолет	17	0,1		0,585	1,1	1	1,2		1.313
Пневмотрамбовка	13	1,2	0,4	0,68	1,12		1,2	5.703
Пневмомолоты 1т	13	16,5	0,65	0,68	1,1		1,2	110.425
5т	13	40	0,6	0,68	1,1		1,2	280.051
10т	13	55	0,45	0,68	1,1		1,2	288.802
Пескоструйное сопло	13	4	0,3	0,68	1,15		1,2	14.639
Формовочная маш.	13	0,8	0,2	0,68	1,1		1,2	1.867
Форсунки	13	30	0,5	0,68	1,1		1,2	175.032
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										925.434	1295.608
6.Чугунолитейный цех Пневмомолотки	15	0,8		0,6	1,1	0,7	1,2		6.653
Пневмозубила	14	0,7		0,65	1,1	0,75	1,2		6.306
Шлифовальные маш.	14	0,6		0,65	1,1	0,8	1,2		5.766
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,1	0,9	1,2		13.653
Пневмопистолет	13	0,1		0,68	1,1	1	1,2		1.167
Пневмотрамбовка	17	1,2	0,4	0,585	1,1		1,2	6,301
Пескоструйное сопло	13	4	0,3	0,68	1,12		1,2	14.257
Формовочная маш.	13	0,8	0,2	0,68	1,15		1,2	1,952
Форсунки	13	30	0,5	0,68	1,1		1,2	175.032
Молотки руб.-чеканные	14	0,75		0,65	1,1	0,65	1,2		5.855
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										252.257	353.16
7.Сталелитейный цех Пневмомолотки	16	0,8		0,592	1,1	0,7	1,2		7.002
Пневмозубила	14	0,7		0,65	1,1	0,75	1,2		6.306
Шлифовальные маш.	14	0,6		0,65	1,1	0,8	1,2		5.766
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,1	0,9	1,2		13.653
Пневмопистолет	14	0,1		0,65	1,1	1	1,2		1.201
Пескоструйное сопло	13	4	0,3	0,68	1,15		1,2	14.639
Формовочная маш.	13	0,8	0,2	0,68	1,1		1,2	1.867
Форсунки	13	30	0,5	0,68	1,1		1,2	175.032
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										240.781	337.094
8.Термический цех Пневмомолотки	13	0,8		0,68	1,1	0,7	1,2		6.535
Пневмозубила	13	0,7		0,68	1,1	0,75	1,2		6.126
Шлифовальные маш.	13	0,6		0,68	1,1	0,8	1,2		5.601
Сверлильные маш.	13	1,3		0,68	1,1	0,9	1,2		13.653
Пневмопистолет	14	0,1		0,65	1,1	1	1,2		1.201
Пескоструйное сопло	13	4	0,3	0,68	1,12		1,2	14.257
Обдувочное сопло	13	1	0,9	0,68	1,15		1,2	10.979
Форсунки	13	30	0,5	0,68	1,1		1,2	175.032
Подъемники	13	15	0,1	0,68	1,1		1,05	15.315
Итого по цеху										248.699	348.179
Итого по заводу											2707.818

Размещено на http://www.allbest.ru/

4. Выбор компрессоров

Методики выбора установленной, рабочей и резервной производительности, а также количества и типоразмеров компрессоров, устанавливаемых на станции, зависят от характера потребителей, получающих сжатый воздух от данной КС.

При снабжении сжатым воздухом предприятий, потребляющих сжатый воздух с давлением не выше 1-1,2 МПа и имеющих в своем составе множество мелких и средних разнотипных пневмоприемников, рабочая производительность станции выбирается исходя из назначения, максимально длительной нагрузки предприятия и категоричности технологических процессов, обслуживаемых сжатым воздухом. Обычно на КС таких предприятий устанавливают однотипные агрегаты (поршневые, если Qмд <400 м3/мин, и центробежные или осевые, если Qмд>400 м3/мин).

Один из устанавливаемых агрегатов является резервным. Если на станции необходимо установить агрегаты с разной производительностью, то резервный компрессор должен иметь производительность самого крупного рабочего агрегата.

Если категория технологических процессов, обеспечиваемых сжатым воздухом, не допускает снижения воздухопотребления, то рабочая производительность станции принимается равной максимально длительной нагрузке предприятия.

Если некоторое снижение воздухопотребления допустимо, то при прохождении максимально длительной нагрузки включается и резервный компрессор, а рабочая производительность станции обеспечивает только 75% - 90% Qмд. Величина резервной и установленной мощности (производительности) КС с однотипными агрегатами зависит от числа компрессоров, обеспечивающих рабочую производительность станции.

Максимально длительная нагрузка на КС при коэффициенте неоднородности Я=0,9: Qмд=в*?Qmaxi=0.9*2707.818? 2437.036 м3/ч ? 40.6 м3/мин.

Выбираем два поршневых компрессора 4М10-40/70 с производительностью Q=2400м3/ч. Один из компрессоров остается в резерве, а другой обеспечивают производительность Q=2400 м3/ч.

При этом избыток производительности остается в резерве и будет использоваться в дальнейшем при расширении предприятия и (или) при его реконструкции.

5. Определение местоположения КС

КС должна размещаться в ближайшем соседстве от наиболее крупного потребителя сжатого воздуха и в центре нагрузок по отношению ко всем остальным потребителям. Это условие позволяет обеспечить минимальность гидравлических потерь в воздухопроводах.

В общем случае центр нагрузок или местоположение КС на рассматриваемом предприятии определяется подобно центру тяжести системы материальных точек по формулам :,

Где Qmaxi - расчетный максимальный расход воздуха ;

xi., yi - координаты центров нагрузки по сжатому воздуху;

xc, yc - искомые координаты местоположения компрессорной станции.

i	1	2	3	4	5	6	7	8
xi	35	47	40	40	105	115	150	185
yi	107	83	53	28	68	23	128	100
Qi	91,775	99.224	85.765	97.013	1295.608	353.16	337.094	348.179

91,775*(35-xc) + 99.224*(47-xc) +85.765 *(40-xc) +97.013 *(40-xc)+1295.608*(105-xc) + 353.16

*(115-xc) + 337.094*(150-xc) + 348.179*(185-xc)=0

91,775*(107-yc) +99.224 *(83-yc) + 85.765*(53-yc) + 97.013*(28-yc) + +1295.608*(68-yc)+ + 353.16*(23-yc) + 337.094*(128-yc) + 348.179*(100-yc)=0

xc=113.2 м yc=62.1 м

6. Компоновка основного и вспомогательного оборудования

Методика выбора производительностей, количества и типоразмеров компрессоров, устанавливаемых на станции, зависят от характера потребителей получающих сжатый воздух от данной КС.

При снабжении сжатым воздухом предприятий с давлением не выше 1-1,2 МПа рабочая производительность КС выбирается исходя из назначения, максимально длительной нагрузки предприятия и категорийности технологических процессов, обслуживаемым сжатым воздухом. Обычно на КС устанавливают однотипные агрегаты. Один из которых является резервным. Если на станции необходимо установить агрегаты с разной производительностью, то резервный компрессор должен иметь производительность самого крупного рабочего агрегата.

Величина резервной и установленной производительности КС с однотипными агрегатами зависит от числа компрессоров - Nраб, обеспечивающих рабочую производительность станции.

Оптимальное количество рабочих и резервных компрессоров на станции определяется на основе технико-экономических расчетов, исходя из минимума приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию КС.

При снабжении сжатым воздухом ограниченного количества потребителей, каждый из которых требует значительного расхода воздуха, изменяющегося по индивидуальному графику, как правило, применяется блочная схема воздухоснабжения от центробежных или осевых компрессоров.

При этой схеме подача воздуха каждому потребителю осуществляется индивидуальным компрессором, а общее количество компрессоров на станции определяется числом обслуживаемых потребителей.

При необходимости дополнительного увеличения давления у отдельных потребителей ставят дожимающий компрессор. Чаще всего это поршневой компрессор, обеспечивающий сжатие воздуха до давлений в десятки МПа.

Для обеспечения экономичной, надежной и длительной работы компрессорной станции, уменьшения износа компрессоров, а также для подачи потребителям сжатого воздуха требуемого давления, необходимой температуры, чистоты и минимальной влажности компрессорные установки дополняются вспомогательным оборудованием.

В состав вспомогательного оборудования входят:

· Устройства для очистки всасываемого воздуха от механических примесей и влаги - фильтры и фильтр-камеры;

· Устройства для очистки и осушки нагнетаемого воздуха от масла и воды - маслоотделители, системы осушки ;

· Устройства для охлаждения нагнетаемого воздуха - межступенчатые и концевые холодильники;

· Сосуды для выравнивания пульсаций давления в сети и аккумулирования воздуха - воздухосборники;

· Системы автоматического контроля и управления работой компрессорной установки.

Очистка воздуха в специальных устройствах таких как воздухоприемники, фильтры, фильтр-камеры и т.д. осуществляются двухступенчато. В первой ступени, как правило, крупные частицы отделяются силами инерции, во второй - осуществляется фильтрация мелких частиц.

Устройство грубой очистки воздуха обычно компонуется вместе с фильтрами в единую фильтр-камеру. Устройство грубой очистки устанавливают при размещении компрессорной станции в местности с большой запыленностью наружного воздуха для загрузки фильтров тонкой очистки.

ЛИТЕРАТУРА

компрессорная станция

1. Системы воздухоснабжения промышленных предприятий. Борисов Б. Г.,Калинин Н.В., Михайлов В.А., и др./Под ред. В.А. Германа - МЭИ, 1989-180 с.

2. Поршневые компрессоры / Под общей ред. Б.С.Фотина

3. Компрессорные машины, каталог / Под ред. Н.Н.Кропенковой, М.Б. Вигдоровича, - М.: Цинтихимнефтемаш, 1987

Размещено на Allbest.ru